Критический ток несимметричных FIFS туннельных структур

Abstract

На основе микроскопической теории эффекта близости обсуждается физика явления инверсии (π-состояние перехода) и усиления критического тока в туннельных SFIFS-контактах (S и F - сверхпроводящий и ферромагнитный металлы, I - изолятор). Исследовано основное состояние и критический ток несимметричных (SF)LI(FS)R-контактов с сильным ферромагнитным полем на одном из его берегов. Показано, что SFINS-переходы с сильным магнетизмом F-слоя находятся в основном состоянии с ±π/2 разностью сверхпроводящих фаз на берегах (N - нормальный немагнитный металл). Изучена зависимость стационарного эффекта Джозефсона в SFIFS-контактах от угла между магнитными моментами F-слоев и температуры.

The physics of critical current inversion (π state of the junction) and enhancement in SFIFS tunnel junctions (S and F are superconducting and ferromagnetic metals, and I is an insulator) is discussed on the basis of a microscopic theory of the proximity effect. The ground state and the critical current of an asymmetric (SF)LI(FS)R junction with a strong ferromagnetic field on one of its “banks” are investigated. It is shown that SFINS junctions with strong magnetism of the F layer are found in a ground state with a ±π/2 difference of the superconducting phases on the banks (N is a normal nonmagnetic metal). The dependence of the dc Josephson effect on temperature and on the angle between the magnetic moments of the F layers in SFIFS junctions is investigated.

На основі мікроскопічної теорії ефекту близькості обговорюється фізика явища інверсії (π-стан переходу) та посилення критичного струму в тунельних SFIFS-контактах (S та F надпровідник та феромагнітний метали, I ізолятор). Досліджено основний стан та критичний струм несиметричних (SF)LI(FS)R-контактів з сильним феромагнітним полем на одному з його берегів. Виявлено, що SFIFS-переходи з сильним магнетизмом F-шару перебувають у основному стані з ±π/2 різницею надпровідних фаз на берегах (N нормальний немагнітний метал). Досліджено залежність стаціонарного ефекту Джозефсона в SFIFS-контактах від кута між магнітними моментами F-шарів та температури.